舰载机弹射的储能与释放

来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/27 20:17:39
最近看航母的文章较多，全是蒸汽或者电磁弹射，不太清楚这些技术的可靠性怎样，出了故障，怎么备份的，总是觉得复杂，越复杂越容易出问题，遵循着out of the box的思路，我来点自己的想法，尽管拍砖。纯粹是探讨的目的。
首先，我觉得弹射是最好的办法，只是弹射的方法总是跟着别人的路子走，咱中国人啥都抄别人的，就不能有点自己的东西？
前两天看到有人提到用超级弹簧的办法，象弹弓一样把飞机射出去，问题是因为在弹簧释放的最初阶段劲最大，飞行员飞机可能都受不了，后期劲又太小，不能满足要求。我就想，能不能设计一种控制弹簧释放的机构，使得弹簧储的能量均匀释放。具体做法是，在弹簧完全被拉伸之后（储能之后），在弹簧的两侧用橡胶轮将弹簧夹住，橡胶轮应该有涡轮锁死装置。弹射飞机时，橡胶轮控制着弹簧一段一段的释放能量，橡胶轮的转速/移动速度控制着飞机弹射的速度，而能量由弹簧提供。如果直径大的弹簧不好制作，就做口径小一些的，多根同时使用。这样对电机的功率要求还低一些。最近看航母的文章较多，全是蒸汽或者电磁弹射，不太清楚这些技术的可靠性怎样，出了故障，怎么备份的，总是觉得复杂，越复杂越容易出问题，遵循着out of the box的思路，我来点自己的想法，尽管拍砖。纯粹是探讨的目的。
首先，我觉得弹射是最好的办法，只是弹射的方法总是跟着别人的路子走，咱中国人啥都抄别人的，就不能有点自己的东西？
前两天看到有人提到用超级弹簧的办法，象弹弓一样把飞机射出去，问题是因为在弹簧释放的最初阶段劲最大，飞行员飞机可能都受不了，后期劲又太小，不能满足要求。我就想，能不能设计一种控制弹簧释放的机构，使得弹簧储的能量均匀释放。具体做法是，在弹簧完全被拉伸之后（储能之后），在弹簧的两侧用橡胶轮将弹簧夹住，橡胶轮应该有涡轮锁死装置。弹射飞机时，橡胶轮控制着弹簧一段一段的释放能量，橡胶轮的转速/移动速度控制着飞机弹射的速度，而能量由弹簧提供。如果直径大的弹簧不好制作，就做口径小一些的，多根同时使用。这样对电机的功率要求还低一些。
很多原理上可行的东西，工程上是实现不了的
楼主应该知道
美帝现在用的蒸汽弹射，其前身是英国人发明的
也仅仅是众多弹射可能性中能被实用化，工程化的一种
其他的异想天开的弹射方案多了去了，有几个能切实可行的
美国人当年还在火药弹射器上洒下过不少银子呢，那个可是比楼主的方案更接近现实的弹射方法
后来也被证明是死胡同
何况弹簧呼

cf海丝带 发表于 2012-11-14 03:17
很多原理上可行的东西，工程上是实现不了的
楼主应该知道


我倒是知道这点，谢谢回复。
我是个工程师，对细节以及可行性一直非常关注（可惜我不是搞机械出身，搞电的，常和机械打交道），所以非常想对这个问题进行深入的探讨。不知你能不能仔细讲讲工程上哪里不可行。
我觉得我的这个设计的问题是那两个轮子在弹射的最初需要承受很大的来在弹簧的摩擦力，几乎弹簧的所有力全都施加在了轮子上，这样的轮子寿命会很短，所以我还有一个方案，就是增大弹簧与控制橡胶轮的接触面积。见下图。这个设计是用一条橡胶带（或者是其他材料）来代替轮子，当然，带子的后面有很强的机械支撑，保证带子的每一点和弹簧都均匀受力，这样弹簧与控制装置的接触面积就非常大了。
cf海丝带 发表于 2012-11-14 03:17
很多原理上可行的东西，工程上是实现不了的
楼主应该知道


我倒是知道这点，谢谢回复。
我是个工程师，对细节以及可行性一直非常关注（可惜我不是搞机械出身，搞电的，常和机械打交道），所以非常想对这个问题进行深入的探讨。不知你能不能仔细讲讲工程上哪里不可行。
我觉得我的这个设计的问题是那两个轮子在弹射的最初需要承受很大的来在弹簧的摩擦力，几乎弹簧的所有力全都施加在了轮子上，这样的轮子寿命会很短，所以我还有一个方案，就是增大弹簧与控制橡胶轮的接触面积。见下图。这个设计是用一条橡胶带（或者是其他材料）来代替轮子，当然，带子的后面有很强的机械支撑，保证带子的每一点和弹簧都均匀受力，这样弹簧与控制装置的接触面积就非常大了。
cf海丝带 发表于 2012-11-14 03:24
美帝现在用的蒸汽弹射，其前身是英国人发明的
也仅仅是众多弹射可能性中能被实用化，工程化的一种
其他的 ...
我也觉得火箭方式不可行，那个东西只要点着了就不可控，可控的造价非常贵，而且火箭有臭蛋就麻烦了，这样又要上备份，导致成本又上去了。
咱们就是就事论事的仔细讨论，如果不可行，哪些有可能是瓶颈？
来个侧视图，我所说的橡胶轮其实可以做成桶状的，这样就能挤压多条弹簧。我所说的橡胶其实也是举例而已，说不定可以是钢材的，弹簧也不一定是圆形的，矩形或者更好，和控制装置的接触面积大。
我觉得这样会浪费很多能量，因为弹簧要克服阻尼器（轮子）的阻力，才能弹射。
cf海丝带 发表于 2012-11-14 03:24
美帝现在用的蒸汽弹射，其前身是英国人发明的
也仅仅是众多弹射可能性中能被实用化，工程化的一种
其他的 ...
现在是电磁弹射吧
按楼主认为什么才是创新啊

pepsi7u 发表于 2012-11-14 07:51
我觉得这样会浪费很多能量，因为弹簧要克服阻尼器（轮子）的阻力，才能弹射。


其实不完全是阻尼器，因为设计的这个装置本身的轮子也会快速的转动，和移动，只是比弹簧自由收缩速度慢一些。
确实摩擦的过程要消耗一些能量，但我觉得不会很多，很抱歉，我没办法量化。你可以随便做个试验，当摩擦面积够大时，只要很小的压力就可以制止很大的试图移动一个物体的力。
但这个设计的优点是：机电设备相对较少，从而更加可靠（弹簧要定期维护检测），不需要天文数字的峰值输出功率的机器（例如电磁弹射听起来好听，但那需要的瞬时输出功率可不是闹着玩的，如果在额外安装储能超级电容器什么的，就更加昂贵了），弹簧绷紧电机只要能在规定时间内给弹簧储上能就可以。（如果30秒发射一架飞机，那就是电机有30秒的时间来绷紧弹簧，或者短于30秒，因为还要干别的事）。
谢谢你很理性的回复。
pepsi7u 发表于 2012-11-14 07:51
我觉得这样会浪费很多能量，因为弹簧要克服阻尼器（轮子）的阻力，才能弹射。


其实不完全是阻尼器，因为设计的这个装置本身的轮子也会快速的转动，和移动，只是比弹簧自由收缩速度慢一些。
确实摩擦的过程要消耗一些能量，但我觉得不会很多，很抱歉，我没办法量化。你可以随便做个试验，当摩擦面积够大时，只要很小的压力就可以制止很大的试图移动一个物体的力。
但这个设计的优点是：机电设备相对较少，从而更加可靠（弹簧要定期维护检测），不需要天文数字的峰值输出功率的机器（例如电磁弹射听起来好听，但那需要的瞬时输出功率可不是闹着玩的，如果在额外安装储能超级电容器什么的，就更加昂贵了），弹簧绷紧电机只要能在规定时间内给弹簧储上能就可以。（如果30秒发射一架飞机，那就是电机有30秒的时间来绷紧弹簧，或者短于30秒，因为还要干别的事）。
谢谢你很理性的回复。
感觉不靠谱，很难实现
panicillin 发表于 2012-11-14 08:16
感觉不靠谱，很难实现
因为我开这贴的目的就是讨论细节，能不能说说那里不靠谱，具体点。
浪荡农夫 发表于 2012-11-14 08:05
按楼主认为什么才是创新啊
我觉得创新就是跳出别人已经有的思维（蒸汽，电磁什么的），我承认：创新是有风险的。但这么有长远意义的项目，花个成百上千万做作试验还是值的。
lz，这个不是你第一次发相关的东西了吧？你这个不是out of the box，你这个是自己呆在box里面不想出来了。
你已经有点沉浸其中无法自拔，听不进别人的意见和看法，。
还有，你那个释放过程的图显示你对弹簧连基础的物理知识都没有。
楼主这个装置比蒸汽效率更低，可靠性更差，实现难度更高。而且没有发展前景～
liming_1973 发表于 2012-11-14 08:21
我觉得创新就是跳出别人已经有的思维（蒸汽，电磁什么的），我承认：创新是有风险的。但这么有长远意义的 ...
弹射器三款没有一款是我们发明的 蒸汽弹射 电磁弹射 磁悬浮轨道弹射
弹簧的能不能做出来？寿命如何？效率怎样？能不能提供足够的冲量，等等～

关键是，现在有没有这个技术储备？
chanper 发表于 2012-11-14 08:21
lz，这个不是你第一次发相关的东西了吧？你这个不是out of the box，你这个是自己呆在box里面不想出来了。
...
这就有些冤枉了，我这个帖子是我上超大发的第一个关于航母的帖子，以前在轻兵器炫耀过自己的各种长短枪。


原来的图可能没表述清楚，更新了。那个控制装置（也可以叫阻尼器）也是电机驱动的，整体可以滑动，自身也能转动，但这个电机只是起个控制弹簧释放速度的作用，而且是通过摩擦力来控制。

原来的图可能没表述清楚，更新了。那个控制装置（也可以叫阻尼器）也是电机驱动的，整体可以滑动，自身也能转动，但这个电机只是起个控制弹簧释放速度的作用，而且是通过摩擦力来控制。
panicillin 发表于 2012-11-14 08:23
弹簧的能不能做出来？寿命如何？效率怎样？能不能提供足够的冲量，等等～

关键是，现在有没有这个技术储 ...
我觉得你这些问题挺专业，估计是搞工程的。这一系列问题都得一样一样的试验。我们中国人喜欢借鉴别人的，对自己的原创没信心，这是一个大问题。当然了，前提是创新得是有可行性的创新，不能瞎创。我也希望有高人指出我的这个设计就是狗屎（希望列出能够称之为狗屎的具体原因），那我也就死心了。
我想起我小学时的各种YY了
浪荡农夫 发表于 2012-11-14 08:23
弹射器三款没有一款是我们发明的 蒸汽弹射 电磁弹射 磁悬浮轨道弹射
你知道为什么没有一样是我们发明的吗？我们不但不敢想，而且不敢做，不敢投入。我门如果不打破这三个不敢，永远是跟屁虫的角色。
liming_1973 发表于 2012-11-14 08:47
你知道为什么没有一样是我们发明的吗？我们不但不敢想，而且不敢做，不敢投入。我门如果不打破这三个不敢 ...
所以说中央强调创新啊

yzsz266 发表于 2012-11-14 08:47
我想起我小学时的各种YY了


讲讲你小时的 YY,看看有没有探讨的价值。我小时候不知道火药的作用，以为枪里的子弹是弹簧弹射出去的，于是自己找弹簧想做把枪，那确实是YY。
yzsz266 发表于 2012-11-14 08:47
我想起我小学时的各种YY了


讲讲你小时的 YY,看看有没有探讨的价值。我小时候不知道火药的作用，以为枪里的子弹是弹簧弹射出去的，于是自己找弹簧想做把枪，那确实是YY。
不能沉呀，大家踊跃发言。
liming_1973 发表于 2012-11-14 03:36
我倒是知道这点，谢谢回复。
我是个工程师，对细节以及可行性一直非常关注（可惜我不是搞机械出身，搞 ...
你的方案不可行，飞机弹射需要爆发性，而弹簧是线性的，所以，弹簧一般用于减震，不适合用弹射
储能弹射是个好思路 但与其用弹簧的弹性势能储能 不如直接用惯性回转轮储能 电机带动惯性体转动 惯性体主轴上连接离合器 每次弹射将惯性体的动能转化成飞机的动能 弹射完毕由电动机继续缓慢储能 加速度曲线由液力变矩器来调整平稳


su33的舰上最大起飞重量32.75吨 辽宁舰起飞近点100米左右 重载情况下弹射末速度大约需要是250km/h 也就是70m/s 可推算所需加速度24.5m/s^2 如果是恒力做功 F约=800000N 单台AL-31F最大推力是122580N 恒力减去两台分担的推力 绳子受的平均张力大约是560000N

LZ那两个可以滚动的轮子，要弹簧固定住，需要摩擦力560000N，考虑冗余，算作1000000N，摩擦系数一般不超过1的，那么轮子对弹簧的压力至少1000000N

轮子在飞机前运动，速度算作与飞机相同。假设单个轮子以及随轮子运动的部件重5T，轮子前进的滚动摩擦系数0.1，则需要的推力为24.5*5000+1000000*0.1=222500N 两个轮子需要222500*2=445000N

所以，如果LZ的方案可行，驱动轮子的技术就可以把飞机弹上天了
优酷上有个老头发明蒸汽弹射的视频哦，还有专利技术来
2012-11-14 19:32 上传





舰载机弹射的储能与释放 国内有能弹射起飞的舰载机吗？ j15能近一步改进为能弹射的舰载机么? 从中途岛级航母服役若干年后才换装能弹射喷气式舰载机的 ... 舰载机弹射起飞的一个问题？ 关于舰载机弹射方式的探讨 关于航母舰载机的弹射 我们的电磁弹射系统储能飞轮原理与美帝不一样？飞轮与大 ... 别忘了弹射方式还与舰载机相关 求教贴，航妈在25节航速的时候 能弹射战斗机和舰载预警 ... “土洋结合”具有中国特色的航母舰载机弹射装置 ztpop3中国海军弹射型航母舰载机的选型分析